专利名称：制冷循环装置和热水生成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括低温侧制冷剂回路和高温侧制冷剂回路经由阶式热交换器连接的二元制冷循环的制冷循环装置和热水生成装置。
背景技术：
现有技术中，这种制冷循环装置以生成高温的热风或热水为目的，利用二元制冷循环(例如，参照专利文献I)。图5表示专利文献I记载的现有的制冷循环装置。如图5所示，制冷循环装置100包括:使低温侧制冷剂循环的低温侧制冷剂回路110、使高温侧制冷剂循环的高温侧制冷齐[J回路120、使热水循环的热水回路130。低温侧制冷剂回路110通过制冷剂配管环状地依次连接有低温侧压缩机111、与高温侧制冷剂进行热交换作为冷凝器发挥功能的阶式热交换器112、低温侧膨胀阀113和蒸发器114。另外，高温侧制冷剂回路120通过制冷剂配管环状地依次连接有高温侧压缩机121、与热水进行热交换作为冷凝器发挥功能的高温侧热交换器122、高温侧膨胀阀123和与低温侧制冷剂进行热交换作为蒸发器发挥功能的阶式热交换器112。另一方面，热水回路130通过配管环状地依次连接有循环泵131、与高温侧制冷剂进行热交换而生成热水的高温侧热交换器122和例如贮热水罐和扇式对劣热器(fanconvector)那样的散热器132而构成。另外，制冷循环装置100具有检测从低温侧压缩机111排出的制冷剂的压力(压缩机排出压力)Pd的压力传感器151。而且，在压缩机控制部141中，在从低温侧压缩机111和高温侧压缩机121停止的状态起动的情况下，首先，起动低温侧压缩机111，在由压力传感器151检测出的排出压力Pd成为规定的压力以上后，起动高温侧压缩机121。先行技术文献专利文献专利文献1:日本特开2010-196951号公报
发明内容
发明要解决的课题但是，在上述现有的结构中，在长时间的运转停止状态后，通过贮热水罐等的蓄热，在用高温侧制冷剂加热的热水的温度高的状态下，高温侧热交换器的冷凝温度高，且通过低温侧压缩机的先行运转而使阶式热交换器的蒸发温度高。因此，在高压壳体型的高温侧压缩机中，与压缩机的起动一起，高温侧的排出压力急剧上升。另一方面，高温侧压缩机的壳体温度由于长时间的停止而从温度降低的状态温度慢慢地上升。因此，在高温侧压缩机的壳体内部排出制冷剂冷凝而成为液态制冷剂，在与高温侧压缩机的壳体内部的油混合的状态下从压缩机向系统内大量排出。其结果是，发生高温侧压缩机的油量不足。在最差的情况下，有可能高温侧压缩机损伤，不能确保设备的可靠性。另外，为了防止在高温侧压缩机的壳体内部的制冷剂冷凝导致的起动时的油排出，用加热器加热停止中的高温侧压缩机的壳体，预先提高高温侧压缩机的壳体温度并进行维持。这种情况下，消耗非常大的待机电力，缺乏节能性。本发明是为解决现有的课题而开发的，目的在于提供一种制冷循环装置，其通过适当地起动高压壳体型的高温侧压缩机，防止高温侧压缩机的油量不足，节能性且可靠性闻。用于解决课题的方法为解决所述现有的课题，本发明提供一种制冷循环装置，其特征在于，包括:低温侧制冷剂回路，其具有:压缩低温侧制冷剂的低温侧压缩机、作为上述低温侧制冷剂的散热器发挥功能的阶式热交换器、低温侧膨胀机构、以及作为上述低温侧制冷剂的蒸发器发挥功能的低温侧热交换器；高温侧制冷剂回路，其具有:压缩高温侧制冷剂的高温侧压缩机、作为上述高温侧制冷剂的散热器发挥功能的高温侧热交换器、高温侧膨胀机构、以及通过上述低温侧制冷剂的散热作为上述高温侧制冷剂的蒸发器发挥功能的上述阶式热交换器；第一温度传感器，其检测上述高温侧压缩机的温度或至上述高温侧热交换器的高压侧制冷剂配管的温度；第二温度传感器，其检测在上述高温侧热交换器中与上述高温侧制冷剂进行热交换的热介质的温度；和控制装置，其中上述控制装置在用上述第二温度传感器检测的温度比用上述第一温度传感器检测的温度高规定的温度差以上的情况下，在使上述高温侧压缩机起动后，使上述低温侧压缩机起动。由此，在运转开始时，低温侧制冷循环停止，所以在阶式热交换器中，高温侧制冷循环的吸热源不能被供给。而且，所述高温侧压缩机的吸入压力降低，高温侧制冷循环的制冷剂循环量减少。因此，在能够抑制高温侧压缩机排出压力上升的状态下，高温侧压缩机的壳体温度上升，所以能够抑制高温侧压缩机的壳体内部的制冷剂冷凝，能够降低油排出量。发明效果根据本发明，能够提供一种制冷循环装置，其通过适当地起动高温侧压缩机和低温侧压缩机，防止高温侧压缩机的油量不足，节省能量且可靠性高。
图1是本发明的实施方式I的制冷循环装置的概略结构图。图2是表示现有的制冷循环装置的运转开始时的制冷循环随时间变化的图。图3是表示本发明的实施方式I的制冷循环装置的运转开始时的制冷循环随时间变化的图。图4是本发明的实施方式I的制冷循环装置的运转控制的流程图。图5是现有的制冷循环装置的概略结构图。附图符号说明IA制冷循环装置2低温侧制冷剂回路3高温侧制冷剂回路
4控制装置21低温侧压缩机22阶式热交换器23低温侧膨胀阀(低温侧膨胀机构)24低温侧热交换器31高温侧压缩机32高温侧热交换器33高温侧膨胀阀(高温侧膨胀机构)51第一温度传感器52第二温度传感器53第三温度传感器61第一过热度检测机构62第二过热度检测机构
具体实施例方式第一发明提供一种制冷循环装置，其特征在于，包括:低温侧制冷剂回路，其具有:压缩低温侧制冷剂的低温侧压缩机、作为低温侧制冷剂的散热器发挥功能的阶式热交换器、低温侧膨胀机构、以及作为低温侧制冷剂的蒸发器发挥功能的低温侧热交换器；高温侧制冷剂回路，其具有:压缩高温侧制冷剂的高温侧压缩机、作为高温侧制冷剂的散热器发挥功能的高温侧热交换器、高温侧膨胀机构、以及通过低温侧制冷剂的散热作为高温侧制冷剂的蒸发器发挥功能的阶式热交换器；第一温度传感器，其检测高温侧压缩机的温度或至高温侧热交换器的高压侧制冷剂配管的温度；第二温度传感器，其检测在高温侧热交换器中与高温侧制冷剂进行热交换的热介质的温度；和控制装置，其中控制装置在用第二温度传感器检测的温度比用第一温度传感器检测的温度高规定的温度差以上的情况下，在使高温侧压缩机起动后，使低温侧压缩机起动。由此，在运转开始时，低温侧制冷剂回路的制冷循环停止，所以在阶式热交换器中，高温侧制冷剂回路的制冷循环的吸热源不能被供给。因此，高温侧压缩机的吸入压力降低，高温侧制冷剂回路的制冷剂循环量减少。由此，在抑制高温侧压缩机的排出压力上升的状态下，高温侧压缩机的壳体温度上升，所以能够抑制高温侧压缩机的壳体内部的制冷剂冷凝，油排出量能够降低。因此，能够防止高压侧压缩机内的油量降低导致的高压侧压缩机的损伤，能够抑制用加热器加热停止中的高温侧压缩机的壳体的待机电力消耗，并且能够确保设备的可靠性。第二发明在第一发明中，具有检测高温侧制冷剂回路的低压侧的制冷剂温度的第三温度传感器，控制装置在用第三温度传感器检测的温度成为规定的温度以下的情况下，使低温侧压缩机起动。由此，判断为高温侧制冷剂回路的制冷循环的蒸发温度低于规定温度以下时，开始运转低温侧制冷剂回路的制冷循环，所以在阶式热交换器中，能够供给高温侧制冷剂回路的制冷循环的吸热源。因此，能够抑制高温侧压缩机的吸入压力过度地降低。
因此，能够防止高温侧压缩机脱离压力使用范围运转，在上述第一发明的效果的基础上，进一步提闻闻压侧压缩机的可罪性。第三发明在第一或第二发明中，其特征在于，在高温侧制冷剂回路中具有检测从高温侧压缩机排出的制冷剂的过热度的第一过热度检测机构，控制装置在直到用第一过热度检测机构检测的过热度超过规定的第一过热度为止的期间，将高温侧制冷剂的循环量设定为规定值以下使之运转。由此，在高温侧制冷剂的循环量少的状态下进行运转，直到能够判断为在高温侧压缩机的壳体内部的排出制冷剂冷凝结束时的高温侧压缩机的排出制冷剂成为过热状态。因此，与高温侧压缩机的壳体内部的冷凝液态制冷剂混合的油的排出量进一步降低。因此，在所述第一或第二发明的效果的基础上，即使在配管长度长的情况下等各种各样的设置条件下均能够确保可靠性。第四发明在第一 第三发明中，其特征在于，在高温侧制冷剂回路中，具有检测从阶式热交换器流出的制冷剂的过热度的第二过热度检测机构，控制装置控制流过高温侧膨胀机构的高温侧制冷剂的流量，以使得用第二过热度检测机构检测的过热度成为规定的第二过热度。由此，以高温侧制冷剂回路的制冷循环的蒸发器出口过热度成为规定的过热度(例如，IOdeg那样大的过热度)的方式控制膨胀阀，所以高温侧压缩机的吸入制冷剂成为过热状态。由此，高温侧压缩机的壳体温度上升变得快速，在壳体内部的制冷剂冷凝导致的油排出现象在短时间内结束。因此，在所述第一 第三发明的效果的基础上，制冷循环迅速地开始，提高舒适性。第五发明提供一种热水生成装置，其特征在于，其第一 第四发明的热介质为水或防冻液，将通过高温侧热交换器加热的水或防冻液用于供热水和供暖的至少一种。由此，散热器也可以是制冷剂一水热交换器、或制冷剂一防冻液热交换器任一种。因此，可以将通过高温侧热交换器加热的热介质广泛地使用于供暖设备(热风机、散热器、地暖板等)和供热水设备等。以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。但是，并不由本实施方式限定本发明。(实施方式I)图1是表示本发明第一实施方式的制冷循环装置和热水生成装置的概略结构图的图。在图1中，制冷循环装置IA具有:使低温侧制冷剂循环的低温侧制冷剂回路2 ;和使高温侧制冷剂循环的高温侧制冷剂回路3。作为制冷剂，例如可以使用R407C等非共沸混合制冷剂、R410A等近共沸混合制冷剂、或R134a等单一制冷剂等。低温侧制冷剂回路2通过制冷剂配管26环状地依次连接高压壳体型的低温侧压缩机21、与高温侧制冷剂进行热交换且作为冷凝器发挥功能的阶式热交换器22、低温侧膨胀阀(低温侧膨胀机构)23和作为蒸发器发挥功能的低温侧热交换器24而构成。在本实施方式中，在制冷剂回路2中连接有四通阀25。四通阀25将与低温侧压缩机21的排出口连接的制冷剂配管26切换到阶式热交换器22或低温侧热交换器24，将与低温侧压缩机21的吸入口连接的制冷剂配管26切换到蒸发器24或散热器22。通过四通阀25切换通常运转和解冻运转。高温侧制冷剂回路3通过制冷剂配管36环状地依次连接高压壳体型的高温侧压缩机31、作为冷凝器发挥功能的高温侧热交换器32、与高温侧膨胀阀(高温侧膨胀机构)33和低温侧制冷剂进行热交换作为蒸发器发挥功能的阶式热交换器22。在本实施方式中，在制冷剂回路3连接有四通阀35。四通阀35将与高温侧压缩机31的排出口连接的制冷剂配管36切换到高温侧热交换器32或阶式热交换器22，将与高温侧压缩机31的吸入口连接的制冷剂配管36切换到高温侧热交换器32或阶式热交换器22。通过四通阀35切换通常运转和解冻运转。在本实施方式中，制冷循环装置IA构成将通过加热机构生成的热水用于供热水和供暖的热水生成装置的加热机构。高温侧热交换器32为在高温侧制冷剂与水之间进行热交换而对水加热的热交换器。具体而言，制冷循环装置IA具有通过配管环状地连接高温侧热交换器32、热水泵71、例如贮热水罐和扇式对劣热器等散热器72的热水回路7。而且，用高温侧热交换器32加热后的热水由散热器72散热，进行蓄热和供暖。在通常运转中，在低温侧制冷剂回路2中，从低温侧压缩机21排出的制冷剂经由四通阀25向阶式热交换器22输送，在高温侧制冷剂回路3中从高温侧压缩机31排出的制冷剂经由四通阀35向高温侧热交换器32输送。另一方面，在解冻运转中，在低温侧制冷剂回路2中，从低温侧压缩机21排出的制冷剂经由四方阀25向低温侧热交换器24输送，在高温侧制冷剂回路3中，从高温侧压缩机31排出的制冷剂经由四通阀35向阶式热交换器22输送。下面，说明通常运转的制冷剂的状态变化。在图1中，用箭头表示通常运转时的制冷剂的流动方向。在低温侧制冷剂回路2中，从低温侧压缩机21排出的高压的低温侧制冷剂流入阶式热交换器22。高压的低温侧制冷剂与在高温侧制冷剂回路3中进行循环的制冷循环的低压的高温侧制冷剂进行热交换而散热。从阶式热交换器22流出的高压的低温侧制冷剂在通过低温侧膨胀阀23减压膨胀后，流入到低温侧热交换器24。流入到低温侧热交换器24的低压的低温侧制冷剂在此从空气吸热而蒸发。在低温侧热交换器24中蒸发的低压的低温侧制冷剂再次被低温侧压缩机21吸入。另一方面，在高温侧制冷剂回路3中，通过阶式热交换器22的低温侧制冷剂的散热，在高温侧制冷剂回路3中循环的制冷循环的低压的高温侧制冷剂被加热蒸发。在阶式热交换器22中蒸发的低压的高温侧制冷剂被高温侧压缩机31吸入，在压缩到制冷循环的限度的高压后，被排出。从高温侧压缩机31排出的高压的高温侧制冷剂向高温侧热交换器32流入，通过热水泵71与在热水回路7中循环的水介质进行热交换而散热。从高温侧热交换器32流出的高压的高温侧制冷剂通过高温侧膨胀阀33减压膨胀后，再次向阶式热交换器22流入。本实施方式的制冷循环装置IA的结构如上所述，在高温侧制冷剂回路3中循环的低压的高温侧制冷剂通过在低温侧制冷剂回路2中循环的高压的低温侧制冷剂的散热而被加热。高温侧制冷剂回路3的制冷循环的冷凝温度能够设定为比低温侧制冷剂回路2的制冷循环的冷凝温度更高的温度。因此，通过高温侧热交换器32的高温侧制冷剂的散热能够获得闻温的水介质。但是，在水介质的温度比高温侧压缩机31的壳体温度高、温度差大的状态下(例如，通过制冷循环装置1A，实施水介质成为高温状态的加热运转，由于制冷/制热停止(Thermo-off)等在高温侧压缩机31停止后，高温侧压缩机31的壳体温度降低到周围温度附近的状态)，在开始加热运转的情况下，高温侧压缩机31内的油大量地排出，因高温侧压缩机内部的供油不良而损伤高温侧压缩机。这是由于在上述的环境条件下，通过加热运转开始来运转低温侧压缩机21和高温侧压缩机31时，在高温侧热交换器32中，散热的水介质的温度为高温，在阶式热交换器22中，通过在低温侧制冷剂回路2中循环的高压的低温侧制冷剂供给足够的吸热源，由此，高温侧压缩机31的排出压力急剧地上升。另一方面，高温侧压缩机31的壳体温度通过压缩运转被加热，但是由于高温侧压缩机本身的热容量，高温侧压缩机从周围温度附近慢慢上升。因此，如图2中a — b区间所示，高温侧压缩机31的壳体温度成为低于排出压力的饱和温度的状态，在高温侧压缩机31的内部，被排出的高温侧制冷剂与高温侧压缩机31的壳体进行热交换而冷凝。然后，通过冷凝成为液态制冷剂的高温侧制冷剂与高温侧压缩机31内的油混合，一边稀释壳体内部的油，一边由于液面(油+液态制冷剂)的上升而从高温侧压缩机大量地被排出。之后，如图2中b以后所示，高温侧压缩机31的壳体温度变得比排出压力饱和温度高时，所稀释的油中的制冷剂成分蒸发，液面一下子下降，低于可供油的液面高度。另外，在上述的环境条件下，为防止高温侧压缩机31内的油大量地排出，在使用加热器等加热源，加热停止中的高温侧压缩机31的壳体的情况下，待机电力变大，损害节能性。用热水生成装置生成高温的水介质，在广泛的用途和环境条件下灵活运用热水生成装置和制冷循环装置，为了确保热水生成装置和制冷循环装置节能性和设备的可靠性，重要的是抑制该起动时的油排出。在本实施方式中，详情后述，控制装置4在水介质的温度比高温侧压缩机31的壳体温度高出规定的温度差以上的状态下，在开始加热运转的情况下，在使低温侧压缩机21停止的状态下，仅使高温侧压缩机31起动。这时，使高温侧压缩机31的转速降低运转，以使高温侧制冷剂的循环量成为规定的循环量以下。另外，控制装置4以使从高温侧制冷剂回路3的阶式热交换器22流出的制冷剂的过热度成为规定的过热度的方式来控制高温侧膨胀阀33。由此，如图3中a — b区间所示，在阶式热交换器22中，从低温侧制冷剂回路2不能供给吸热源，所以高温侧压缩机31的吸入压力降低，且高温侧压缩机31以低转速运转且循环量降低，由此，排出压力的上升速度降低。另一方面，高温侧压缩机31吸入过热状态的制冷剂，由此，高温侧压缩机31的壳体温度上升速度上升。由此，高温侧压缩机31的壳体内部的排出制冷剂的冷凝以短时间结束，与冷凝液态制冷剂混合且向系统内流出的油量能够大幅度降低。另外，控制装置4检测高温侧制冷剂回路3的高温侧制冷剂成为气液二相状态的阶式热交换器22入口的温度(蒸发温度)。高温侧压缩机31的吸入压力在蒸发温度降低到以不脱离高温侧压缩机的压力使用范围的水平设定的规定的温度时，控制装置4起动低温侧压缩机21，在阶式热交换器22中，从自低温侧压缩机21排出的高压高温的低温侧制冷剂向高温侧制冷剂供给吸热源，使吸入压力上升到适当的压力。因此，不使用高温侧压缩机31的壳体的加热用加热器，保持起动时的高温侧压缩机内的油量，所以能够确保制冷循环装置IA的节能性和可靠性。下面，对运转控制的动作进行说明。在高温侧制冷剂回路3中设置有:检测高温侧压缩机31的壳体温度(高温侧压缩机壳体温度)Td的第一温度传感器51、检测从高温侧压缩机31排出的制冷剂的过热度(高温侧排出过热度)SHd的第一过热度检测机构61、检测向阶式热交换器22流入的制冷剂的温度(高温侧蒸发温度)Tei的第三温度传感器53、检测从阶式热交换器22流出的制冷剂的过热度(高温侧吸入过热度)SHe的第二过热度检测机构62。另一方面，在热水回路7中设置有检测向高温侧热交换器32流入的水介质的温度(热水入口温度)Tw的第二温度传感器52。在本实施方式中，第一过热度检测机构61检测从高温侧压缩机31排出的制冷剂的压力，根据制冷剂物性式计算其压力的饱和温度(排出压力饱和温度)STd。然后，用SHd = Td- STd计算高温侧排出过热度SHd。另外，第二过热度检测机构62检测从阶式热交换器22流出的制冷剂的温度Teo，用SHe = Teo 一 Tei计算高温侧吸入过热度SHe。控制装置4基于由各种传感器51、52、53、61、62检测的检测值等，进行低温侧压缩机21和高温侧压缩机31的转速、低温侧四通阀25和高温侧四通阀35的切换、以及低温侧膨胀阀23和高温侧膨胀阀33的开度的控制。在本实施方式中，控制装置4在热水入口温度Tw比高温侧压缩机壳体温度Td高出规定的温度差Tx以上的情况下，在起动了高温侧压缩机31后，使低温侧压缩机21起动。另外，控制装置4在高温侧蒸发温度Tei成为规定的温度差Tx以下时，使低温侧压缩机21起动。另外，控制装置4在高温侧排出过热度SHd超过规定的第一过热度SHx期间，将高温侧压缩机31的转速设定为规定值以下使之运转。另外，控制装置4调整高温侧膨胀阀33的阀开度以使高温侧吸入过热度SHe成为规定的第二过热度SHy。下面，参照图4所示的流程图详细地说明通常运转时的控制装置4的控制。首先，控制装置4接收通过遥控器等输入的供暖运转开始指示(步骤1( SI ))，运转热水泵71 (步骤2)。接着，用第二温度传感器52检测热水入口温度Tw，并且用第一温度传感器51检测高温侧压缩机壳体温度Td (步骤3)，通过Ta = Tw — Td计算热水入口温度Tw与高温侧压缩机壳体温度Td的温度差Ta (步骤4)。接着，控制装置4比较温度差Ta和规定的温度差Tx，判断温度差Ta是否为规定的温度差Tx以上(步骤5)。在温度差Ta不足规定的温度差Tx时(在步骤5中为NO)，判断为高温侧压缩机31的壳体内部，高温侧的排出制冷剂难以冷凝，结束起动控制。
另一方面，在温度差Ta为规定的温度差Tx以上的情况下(在步骤5中为YES)，判断为在高温侧压缩机31的壳体内部，高温侧的排出制冷剂容易冷凝，仅使高温侧压缩机31起动(步骤6)。之后，控制装置4用第三温度传感器53检测高温侧蒸发温度Tei (步骤7)，与规定的温度差Tx比较，判断高温侧蒸发温度Tei是否为规定的温度差Tx以下，并且判断低温侧压缩机21是否停止中(步骤8)。在高温侧蒸发温度Tei为规定的温度差Tx以下，且低温侧压缩机21为停止中的情况下(在步骤8中为YES)，判断为高温侧压缩机31的吸入压力在高温侧压缩机的压力使用范围的下限附近，使低温侧压缩机21起动，将高温高压的低温侧制冷剂作为吸热源向阶式热交换器22供给(步骤9)。另一方面，在高温侧蒸发温度Tei比规定的温度差Tx高时或低温侧压缩机21在运转中时(在步骤8中为NO)，向步骤10前进。 接着，控制装置4用第一过热度检测机构61检测高温侧排出过热度SHd，用第二过热度检测机构62检测高温侧吸入过热度SHe (步骤10)。然后，比较高温侧排出过热度SHd和规定的第一过热度SHx，判断高温侧排出过热度SHd是否为规定的第一过热度SHx以下(步骤11)。在高温侧排出过热度SHd比规定的第一过热度SHx大的情况下(在步骤11中为NO)，判断为高温侧压缩机31的壳体内部的、高温侧排出制冷剂的冷凝结束，结束起动控制。另一方面，在高温侧排出过热度SHd为规定的第一过热度SHx以下时(在步骤11中为YES)，判断为需要防止高温侧压缩机31的壳体内部的制冷剂冷凝，以高温侧制冷剂回路3的制冷剂循环量成为规定值以下的方式使高温侧压缩机31的转速降低地运转(步骤12)，并且调整高温侧膨胀阀33的开度以使高温侧吸入过热度SHe与规定的第二过热度SHy相等(步骤13)。然后，返回步骤7。如上所述，在本实施方式中，具有:控制装置4、在高温侧制冷剂回路3中检测高温侧压缩机31的壳体温度的第一温度传感器51、检测从高温侧压缩机排出的制冷剂的过热度的第一过热度检测机构61、检测向阶式热交换器22流入的制冷剂的温度的第三温度传感器53、检测从阶式热交换器22流出的制冷剂的过热度的第二过热度检测机构62、在热水回路7中检测向高温侧热交换器32流入的水介质的热水入口温度Tw的第二温度传感器52。控制装置4在用第二温度传感器52检测的温度比用第一温度传感器51检测的温度高出规定的温度差Tx以上的运转开始时，在使高温侧压缩机31起动后，以使低温侧压缩机21起动的方式进行控制。由此，在运转开始时，低温侧制冷剂回路2的制冷循环停止，所以在阶式热交换器22中，高温侧制冷剂回路3的制冷循环的吸热源不能被供给。因此，高温侧压缩机31的吸入压力降低，高温侧制冷剂回路3的制冷剂循环量减少。由此，在高温侧压缩机31的排出压力上升被抑制的状态下，高温侧压缩机31的壳体温度上升，所以高温侧压缩机31的壳体内部的制冷剂冷凝被抑制，油排出量降低。因此，能够防止高温侧压缩机内的油量降低导致的高温侧压缩机的损伤，能够抑制用加热器加热停止中的高温侧压缩机31的壳体的待机电力消耗，并且能够确保设备的可靠性。
另外，控制装置4在用第三温度传感器53检测的温度成为规定的温度以下的情况下，以使低温侧压缩机21起动的方式进行控制。由此，判断为高温侧制冷剂回路3的制冷循环的蒸发温度降低至规定温度以下，低温侧制冷剂回路2的制冷循环开始运转，所以在阶式热交换器22中，高温侧制冷剂回路3的制冷循环的吸热源能够被供给。因此，高温侧压缩机31的吸入压力过度降低的情况受到抑制。因此，能够防止高温侧压缩机31脱离压力使用范围运转，进一步提高高温侧压缩机的可靠性。另外，控制装置4在直到由第一过热度检测机构61检测的过热度超过规定的第一过热度的期间，以使高温侧制冷剂的循环量成为规定值以下的方式进行控制。由此，在高温侧制冷剂的循环量少的状态下进行运转，直到能够判断为在高温侧压缩机31的壳体内部的排出制冷剂冷凝结束时的高温侧压缩机31的排出制冷剂成为过热状态。因此，与高温侧压缩机31的壳体内部的冷凝液态制冷剂混合的油的排出量进一步降低。因此，即使在配管长度长的情况下等各种各样的设置条件下均能够确保可靠性。另外，控制装置4调整控制高温侧膨胀阀33的开度以使得用第二过热度检测机构检测的过热度成为规定的第二过热度。由此，高温侧制冷剂回路3的制冷循环的蒸发器出口制冷剂成为规定的过热度，所以高温侧压缩机31的吸入制冷剂成为过热状态。由此，高温侧压缩机31的壳体温度上升变得快速，在壳体内部的冷凝导致的油排出现象在短时间内结束。因此，制冷循环迅速地开始，提高舒适性。另外，在图1中，第一温度传感器51设置于高温侧压缩机31的壳体，但是第一温度传感器51只要是在高温侧压缩机31和高温侧热交换器32间的排出制冷剂流过的配管上可以设置在任何位置。另外，在图1中，第二温度传感器设置于热水回路7的高温侧热交换器32的入口侧，但是第二温度传感器也可以设置在热水回路7的任何位置。另外，在图1中，第三温度传感器设置于高温侧制冷剂回路3的阶式热交换器22的入口侧，但是只要是在高温侧制冷剂回路3的高温侧膨胀阀33的下游侧、高温侧制冷剂总是为二相状态的位置，第三温度传感器可以设置在任何位置。或者，第三温度传感器也可以用压力传感器代用。在这种情况下，只要使用制冷剂物性式根据压力传感器的检测值计算饱和温度即可。另外，在本实施方式中，第一过热度检测机构61使用第一温度传感器51的检测值计算排出过热度SHd，但是也可以分别检测高温侧排出制冷剂的压力和温度，计算排出过热度 SHd。另外，第二过热度检测机构62用高温侧制冷剂回路3的阶式热交换器22的入口制冷剂温度与出口制冷剂温度的温度差计算吸入过热度SHe。但是，第二过热度检测机构62也可以检测高温侧制冷剂回路3的低压侧制冷剂的压力，和阶式热交换器22的出口和高温侧压缩机31的制冷剂吸入配管间的低压侧制冷剂的温度，从检测出的低压侧制冷剂的温度减去用制冷剂物性式计算出的压力饱和温度，求出吸入过热度SHe。另外，在本发明的实施方式中，通过高温侧制冷剂回路3的制冷循环加热水介质，但是加热的介质也可以是盐水、空气。另外，散热器72也可以是热风机和散热器、地暖板。产业上的利用可能性本发明通过制冷循环装置生成热水，特别适用于在供热水和供暖中利用其热水的热水生成装置。
权利要求
1.一种制冷循环装置，其特征在于，包括: 低温侧制冷剂回路，其具有:压缩低温侧制冷剂的低温侧压缩机、作为所述低温侧制冷剂的散热器发挥功能的阶式热交换器、低温侧膨胀机构、以及作为所述低温侧制冷剂的蒸发器发挥功能的低温侧热交换器； 高温侧制冷剂回路，其具有:压缩高温侧制冷剂的高温侧压缩机、作为所述高温侧制冷剂的散热器发挥功能的高温侧热交换器、高温侧膨胀机构、以及通过所述低温侧制冷剂的散热作为所述高温侧制冷剂的蒸发器发挥功能的所述阶式热交换器； 第一温度传感器，其检测所述高温侧压缩机的温度或至所述高温侧热交换器的高压侧制冷剂配管的温度； 第二温度传感器，其检测在所述高温侧热交换器中与所述高温侧制冷剂进行热交换的热介质的温度；和 控制装置，其中 所述控制装置在用所述第二温度传感器检测的温度比用所述第一温度传感器检测的温度高规定的温度差以上的情况下，在使所述高温侧压缩机起动后，使所述低温侧压缩机起动。
2.如权利要求1所述的制冷循环装置，其特征在于: 具有检测所述高温侧制冷剂回路的低压侧的制冷剂温度的第三温度传感器， 所述控制装置在用所述第三温度传感器检测的温度成为规定的温度以下的情况下，使所述低温侧压缩机起动。
3.如权利要求1或2所述的制冷循环装置，其特征在于: 在所述高温侧制冷剂回路中具有检测从所述高温侧压缩机排出的制冷剂的过热度的第一过热度检测机构， 所述控制装置在直到用所述第一过热度检测机构检测的所述过热度超过规定的第一过热度为止的期间，将所述高温侧制冷剂的循环量设定为规定值以下使之运转。
4.如权利要求1 3中任一项所述的制冷循环装置，其特征在于: 在所述高温侧制冷剂回路中，具有检测从所述阶式热交换器流出的制冷剂的过热度的第二过热度检测机构， 所述控制装置控制流过所述高温侧膨胀机构的所述高温侧制冷剂的流量，以使得用所述第二过热度检测机构检测的所述过热度成为规定的第二过热度。
5.一种热水生成装置，其使用权利要求1 4中任一项所述的制冷循环装置，该热水生成装置的特征在于: 所述热介质为水或防冻液，将通过所述高温侧热交换器加热的所述水或所述防冻液用于供热水和/或供暖。
全文摘要
本发明提供一种制冷循环装置，其在水介质的温度比高温侧压缩机(31)的壳体温度高规定的温度差以上的运转开始时，在起动高温侧压缩机(31)后，通过起动低温侧压缩机(21)，在能够抑制高温侧压缩机(31)的排出压力上升的状态下，高温侧压缩机(31)的壳体温度上升，所以能够抑制高温侧压缩机(31)的壳体内部的制冷剂冷凝，能够降低油排出量。因此，能够抑制用加热器加热停止中的高温侧压缩机(31)的壳体的待机电力消耗，并且能够防止高温侧压缩机的损伤，能够确保设备的节能性、可靠性。
文档编号F25B41/00GK103105024SQ20121045933
公开日2013年5月15日 申请日期2012年11月15日 优先权日2011年11月15日
发明者森胁俊二, 松井大, 青山繁男 申请人:松下电器产业株式会社